НАСОСНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА, ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА, В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ СБОРКИ ТАКОГО НАСОСНОГО УЗЛА Российский патент 2016 года по МПК F02M59/44 F02M59/48 F04B1/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к насосному узлу для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания.

В частности, настоящее изобретение относится к насосному узлу, включающему в себя корпус, плунжерный насос, предназначенный для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, и шестеренный насос, предназначенный для подачи топлива к плунжерному насосу.

Уровень техники

Плунжерный насос имеет по меньшей мере один цилиндр, выполненный в корпусе насоса, и плунжер, подвижно установленный в цилиндре таким образом, чтобы совершать ход впуска, сопровождающийся всасыванием топлива в цилиндр, под действием пружины, расположенной между корпусом и опорной пластиной, установленной на плунжере, и ход нагнетания, сопровождающийся сжатием топлива, содержащегося в цилиндре, под действием приводного устройства.

Опорная пластина имеет сквозное отверстие, выполненное в ней параллельно продольной оси плунжера и включающее в себя технологическое гнездо для пропускания плунжера через опорную пластину, крепежное гнездо для закрепления опорной пластины на плунжере и соединительный участок, обеспечивающий возможность прохождения плунжера между технологическим гнездом и крепежным гнездом.

Обычно плунжер имеет кольцевую канавку, выполняемую в его наружной поверхности, и диаметр, несколько больший ширины соединительного участка, технологическое гнездо имеет по существу круглую форму и диаметр, несколько больший диаметра плунжера, а крепежное гнездо имеет по существу круглую форму и диаметр, несколько больший диаметра кольцевой канавки. После введения плунжера в технологическое гнездо, плунжер и опорную пластину сначала сдвигают относительно друг друга в осевом направлении до совмещения кольцевой канавки в радиальном направлении с соединительным участком, а затем сдвигают относительно друг друга в радиальном направлении, переводя плунжер из технологического гнезда в крепежное гнездо путем продвижения кольцевой канавки через соединительный участок.

Поскольку ширина соединительного участка меньше диаметра кольцевой канавки, при перемещении плунжера из технологического гнезда в крепежное гнездо кольцевая канавка протискивается через соединительный участок с натягом. Следовательно, известные насосные узлы описанного выше типа имеют ряд недостатков, обусловленных в основном тем, что установка опорной пластины на плунжере может привести к повреждению кольцевой канавки, отделению от плунжера металлических частиц, а значит, и к уменьшению усталостной прочности плунжера и прихватыванию плунжера в цилиндре.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить насосный узел для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания, причем такой насосный узел должен быть лишен указанных выше недостатков, а также должен быть простым и недорогим в производстве.

Объектом настоящего изобретения является охарактеризованный в пунктах 1-12 формулы насосный узел, предназначенный для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение также относится к способу сборки насосного узла для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания.

Еще одним объектом настоящего изобретения является охарактеризованный в пунктах 13-17 формулы способ сборки насосного узла, предназначенного для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение рассматривается на примере неограничивающего варианта его осуществления, поясняемого чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - схематический вид в разрезе предлагаемого в изобретении насосного узла в предпочтительном варианте его выполнения, на котором некоторые детали исключены для наглядности чертежа,

фиг.2 - вид сбоку одного конструктивного элемента, показанного на фиг.1, и

фиг.3 - вид в плане другого конструктивного элемента, показанного на фиг.1.

Осуществление изобретения

На фиг.1 номером 1 обозначен в целом насосный узел для подачи топлива, в частности дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания (на чертежах не показан).

Насосный узел 1 имеет корпус 2, выполненный с центральным отверстием (на чертежах не показано), имеющим заданную продольную ось 3, плунжерный насос 4, предназначенный для подачи топлива в указанный двигатель внутреннего сгорания (на чертежах не показан), и шестеренный насос, сам по себе известный и на чертежах не показанный, для подачи топлива в насос 4.

Насос 4 имеет несколько цилиндров 5 (из которых на фиг.1 показан только один), выполненных в корпусе 2 и равномерно распределенных вокруг оси 3 и имеющих соответствующие продольные оси 6, по существу перпендикулярные оси 3.

В каждом цилиндре 5 подвижно, по скользящей посадке, установлен соответствующий плунжер 7, ось которого совпадает с осью 6, который имеет диаметр D1 и кольцевую канавку 8 (фиг.2), выполненную в наружной поверхности плунжера 7 на промежуточном участке самого плунжера 7 и имеющую диаметр D2, меньший диаметра D1.

Плунжеры 7 поочередно приводятся в прямолинейное движение в соответствующих цилиндрах 5 приводным устройством 9, которое в рассматриваемом случае содержит приводной вал (на чертежах не показан), проходящий через корпус 2 по оси 3, установленный с возможностью вращения вокруг этой оси 3 относительно корпуса 2 и имеющий эксцентриковую часть, сопряженную посредством опоры качения (на чертежах не показана) с кулачковой втулкой (на чертежах не показана) с возможностью их вращения относительно друг друга.

Кулачковая втулка (на чертежах не показана) имеет продольную ось, параллельную оси 3, и ограничена снаружи боковой поверхностью, имеющей несколько граней, число которых равно числу цилиндров 5 и каждая из которых обращена к соответствующему толкателю (на чертежах не показан), расположенному между соответствующим плунжером 7 и гранью кулачковой втулки.

Приводное устройство 9 также включает в себя по одной пружине 10 на каждый плунжер 7, причем пружина 10 установлена соосно с соответствующим плунжером, т.е. по его продольной оси 6, между корпусом 2 и по существу плоской опорной пластиной 11, установленной на плунжере 7 перпендикулярно его продольной оси 6, предназначена для поджатия плунжера 7 к соответствующему толкателю (на чертежах не показан) и в нормальном состоянии удерживает плунжер в контакте с этим толкателем.

При вращении приводного вала (на чертежах не показан) каждый плунжер 7 под действием связанной с ним пружины 10 перемещается наружу, совершая ход впуска, сопровождающийся всасыванием топлива в соответствующий цилиндр 5, а под действием эксцентриковой части приводного вала (на чертежах не показан), кулачковой втулки (на чертежах не показана) и соответствующего толкателя (на чертежах не показан) перемещается обратно, совершая ход нагнетания, сопровождающийся сжатием топлива, содержащегося в указанном цилиндре 5.

Как показано на фиг.3, пластина 11 имеет сквозное отверстие 12, выполненное в пластине 11 параллельно продольной оси 6 плунжера, имеющее плоскость S симметрии, в которой по существу находится ось 6 плунжера, ограниченное фигурной боковой стенкой 13 и включающее в себя технологическое гнездо 14 для пропускания плунжера 7 через опорную пластину 11, крепежное гнездо 15 для закрепления опорной пластины 11 на плунжере 7 и соединительный участок 16, обеспечивающий возможность прохождения плунжера между технологическим гнездом 14 и крепежным гнездом 15.

Технологическое гнездо 14 имеет по существу круглую форму, центр C1 кривизны, не совпадающий с осью 6 плунжера, и диаметр D3, несколько больший диаметра D1 плунжера 7, а крепежное гнездо 15 имеет по существу круглую форму, центр C2 кривизны, расположенный по существу на оси 6 плунжера, и диаметр D4, несколько меньший диаметра D1 плунжера 7 и несколько больший диаметра D2 канавки 8.

Кроме того, следует отметить, что расстояние между вышеупомянутыми центрами C1 и C2 кривизны меньше суммы радиусов кривизны двух гнезд 14 и 15.

Соединительный участок 16 ограничен по бокам двумя упругодеформируемыми лапками 17, выступающими внутрь отверстия 12 из его стенки 13, проходящими с противоположных сторон плоскости S и имеющими соответствующие свободные концы 18, которые в рассматриваемом случае снабжены соответствующими отверстиями 19, выполненными в опорной пластине 11 параллельно оси 6.

Лапки 17 в нормальном (недеформированном) состоянии расположены в исходной узкой конфигурации (фиг.3), при которой ширина L1 соединительного участка 16, измеряемая перпендикулярно плоскости S, несколько меньше диаметра D2 канавки 8, причем каждая лапка 17 имеет по существу V-образную форму и совместно с другой лапкой 17 образует часть технологического гнезда 14 и часть крепежного гнезда 15.

Отверстие 12 также включает в себя два кармана 20, которые выполнены с противоположных сторон плоскости S и каждый из которых ограничен стенкой 13 и соответствующей лапкой 17.

Для установки опорной пластины 11 на плунжере 7:

- плунжер 7 вводят в технологическое гнездо 14;

- пластину 11 перемещают в осевом направлении вдоль плунжера 7 до совмещения канавки 8 с соединительным участком 16 в радиальном направлении;

- лапки 17 разводят в стороны, отжимая их в соответствующие карманы 20, например, с помощью вставленного в отверстия 19 раздвигающего инструмента (на чертежах не показан), такого как круглогубцы, чтобы придать соединительному участку 16 полностью расширенную конфигурацию (на чертежах не показана), при которой ширина L2 соединительного участка 16, измеряемая перпендикулярно плоскости S, превышает ширину L1 и по меньшей мере равна диаметру канавки 8;

- плунжер 7 перемещают в радиальном направлении из технологического гнезда 14 в крепежное гнездо 15, продвигая канавку 8 через соединительный участок 16; и

- лапки 17 отпускают, чтобы радиально замкнуть плунжер 7 в крепежном гнезде 15.

Поскольку в рассматриваемом случае канавка 8 имеет высоту Н, превышающую толщину опорной пластины 11, опорную пластину 11 в заключение перемещают в осевом направлении до контакта с плунжером 7.

Полностью расширенная конфигурация лапок 17 позволяет переместить плунжер 7 в радиальном направлении из технологического гнезда 14 в крепежное гнездо 15, свободно, без протискивания плунжера через соединительный участок 16, что предотвращает повреждение канавки 8, отделение металлических частиц от плунжера 7, уменьшение усталостной прочности плунжера 7 и прихватывание плунжера 7 в цилиндре 5.

Изобретение может быть использовано в топливных насосах высокого давления топливных систем дизельных двигателей. Предложен насосный узел, имеющий цилиндр (5), плунжер (7), который для всасывания топлива в цилиндр (5) перемещается пружиной (10), расположенной между корпусом (2) насосного узла и опорной пластиной (11). Опорная пластина установлена на плунжере (7) и имеет технологическое гнездо (14) для пропускания плунжера (7) через опорную пластину (11), крепежное гнездо (15) для закрепления опорной пластины (11) на плунжере (7) и соединительный участок (16), обеспечивающий возможность прохождения плунжера (7) между технологическим гнездом (14) и крепежным гнездом (15). Соединительный участок ограничен по бокам двумя упругодеформируемыми лапками (17), каждая из которых имеет соответствующий свободный конец (18). Кроме того, предложен способ сборки насосного узла. Технический результат заключается в предотвращении повреждения поверхности плунжера при сборке насоса. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Насосный узел для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания, имеющий корпус (2), по меньшей мере один выполненный в корпусе (2) цилиндр (5), плунжер (7), подвижно установленный в цилиндре (5) и имеющий по меньшей мере один первый диаметр (D2), опорную пластину (11), установленную на плунжере (7), пружину (10), расположенную между корпусом (2) и опорной пластиной (11) для перемещения плунжера (7) во время хода впуска, сопровождающегося всасыванием топлива в цилиндр (5), и приводное устройство для перемещения плунжера (7) во время хода нагнетания, сопровождающегося сжатием содержащегося в цилиндре (5) топлива, причем опорная пластина (11) имеет сквозное отверстие (12), выполненное в ней параллельно продольной оси (6) плунжера (7) и включающее в себя технологическое гнездо (14) для пропускания плунжера (7) через опорную пластину (11), крепежное гнездо (15) для закрепления опорной пластины (11) на плунжере (7) и соединительный участок (16), обеспечивающий возможность прохождения плунжера (7) между технологическим гнездом (14) и крепежным гнездом (15) и имеющий в своей исходной узкой конфигурации первую ширину (L1), несколько меньшую указанного первого диаметра (D2), отличающийся тем, что соединительный участок (16) ограничен по бокам двумя упруго деформируемыми лапками (17), каждая из которых имеет соответствующий свободный конец (18).

2. Насосный узел по п.1, в котором соединительный участок (16) в своей полностью расширенной конфигурации после разведения двух лапок (17) имеет вторую ширину (L2), по меньшей мере равную указанному первому диаметру (D2).

3. Насосный узел по п.2, в котором лапки (17) имеют соответствующие средства (19) их захвата, обеспечивающие возможность разведения указанных лапок (17) в полностью расширенную конфигурацию.

4. Насосный узел по п.2, в котором лапки (17) имеют соответствующие выемки (19), обеспечивающие зацепление лапок (17) по меньшей мере одним раздвигающим инструментом для их разведения в полностью расширенную конфигурацию.

5. Насосный узел по п.1, в котором технологическое гнездо (14) и крепежное гнездо (15) являются по существу круглыми.

6. Насосный узел по п.5, в котором центры (C1, C2) кривизны технологического и крепежного гнезд (14, 15) расположены на расстоянии друг от друга, меньшем суммы радиусов кривизны технологического и крепежного гнезд (14, 15).

7. Насосный узел по п.1, в котором указанное отверстие (12) также включает в себя два кармана (20), расположенных с противоположных сторон соединительного участка (16) для приема лапок (17) при их упругом деформировании.

8. Насосный узел по п.1, в котором плунжер (7) имеет второй диаметр (D1) и по меньшей мере одну кольцевую канавку (8), выполненную в наружной поверхности плунжера (7) и имеющую указанный первый диаметр (D2).

9. Насосный узел по п.8, в котором технологическое гнездо (14) имеет третий диаметр (D3), несколько больший второго диаметра (D1), а крепежное гнездо (15) имеет четвертый диаметр (D4), несколько больший первого диаметра (D2) и несколько меньший второго диаметра (D1).

10. Насосный узел по п.8, в котором кольцевая канавка (8) имеет высоту (Н), измеряемую параллельно продольной оси (6) плунжера и превышающую толщину опорной пластины (11).

11. Насосный узел по п.1, в котором две лапки (17) выступают внутрь отверстия (12) из его боковой стенки (13).

12. Насосный узел по п.11, в котором по меньшей мере при нахождении лапок (17) в их исходной узкой конфигурации каждая лапка (17) имеет по существу V-образную форму и совместно с другой лапкой (17) образует часть технологического гнезда (14) и часть крепежного гнезда (15).

13. Способ сборки насосного узла, предназначенного для подачи топлива, предпочтительно дизельного топлива, в двигатель внутреннего сгорания, и имеющего корпус (2), по меньшей мере один выполненный в корпусе (2) цилиндр (5), плунжер (7), подвижно установленный в цилиндре (5), проходящий через опорную пластину (11) и имеющий по меньшей мере один первый диаметр (D2), пружину (10), расположенную между корпусом (2) и опорной пластиной (11) для перемещения плунжера (7) во время хода впуска, сопровождающегося всасыванием топлива в цилиндр (5), и приводное устройство для перемещения плунжера (7) во время хода нагнетания, сопровождающегося сжатием топлива, содержащегося в указанном цилиндре (5), причем опорная пластина (11) имеет сквозное отверстие (12), выполненное в ней параллельно продольной оси (6) плунжера (7) и включающее в себя технологическое гнездо (14) для пропускания плунжера (7) через опорную пластину (11), крепежное гнездо (15) для закрепления опорной пластины (11) на плунжере (7) и соединительный участок (16), обеспечивающий возможность прохождения плунжера (7) между технологическим гнездом (14) и крепежным гнездом (15), ограниченный по бокам двумя упругодеформируемыми лапками (17), каждая из которых имеет соответствующий свободный конец (18), и имеющий в своей исходной узкой конфигурации первую ширину (L1), несколько меньшую указанного первого диаметра (D2), характеризующийся тем, что:
- плунжер (7) вводят в технологическое гнездо (14),
- разводят две лапки (17), чтобы придать соединительному участку (16) полностью расширенную конфигурацию, при которой соединительный участок (16) имеет вторую ширину (L2), по меньшей мере равную указанному первому диаметру (D2), и
- сдвигают плунжер (7) и опорную пластину (11) относительно друг друга поперек продольной оси (6) плунжера, перемещая плунжер (7) из технологического гнезда (14) через соединительный участок (16) в крепежное гнездо (15).

14. Способ по п.13, в котором плунжер (7) перемещают из технологического гнезда (14) в крепежное гнездо (15), свободно и без натяга проводя плунжер через соединительный участок (16).

15. Способ по п.13, в котором лапки (17) отпускают, чтобы радиально замкнуть плунжер (7) в крепежном гнезде (15).

16. Способ по п.13, в котором плунжер (7) имеет второй диаметр (D1) и по меньшей мере одну кольцевую канавку (8), выполненную в наружной поверхности плунжера (7) и имеющую указанный первый диаметр (D2), причем проходящий через технологическое гнездо (14) плунжер (7) и опорную пластину (11) перемещают относительно друг друга в осевом направлении до совмещения кольцевой канавки (8) с соединительным участком (16), после чего плунжер (7) и опорную пластину (11) перемещают относительно друг друга в радиальном направлении, продвигая кольцевую канавку (8) через соединительный участок (16).

17. Способ по п.16, в котором кольцевая канавка (8) выполнена на промежуточном участке плунжера (7) и имеет высоту (Н), измеряемую параллельно его продольной оси (6) и превышающую толщину опорной пластины (11), причем плунжер (7), проходящий через крепежное гнездо (15), и опорную пластину (11) перемещают относительно друг друга в осевом направлении до упора опорной пластины (11) в плунжер (7).